TWI545418B - 功率轉換器之控制電路及最大功率點的追蹤方法 - Google Patents

Description

功率轉換器之控制電路及最大功率點的追蹤方法

本揭露是有關於一種用於功率轉換器之控制電路及追蹤方法。

現今能源產生系統，以太陽能發電系統(photovoltaic system)為例，主要包括光伏陣列(photo voltaic array)、電力調節器、配線箱、蓄電池等裝置，其中的電力調節器例如包括併聯(grid-tied)保護裝置、逆變器或系統控制器。依照系統種類來區分，太陽能發電系統可區分為市電併聯型、獨立型以及混合型。一般而言，光伏陣列是將太陽能板以串並聯的方式來形成的一個太陽電池模組陣列，用以將太陽能轉換為電能。然而，在太陽能板處於日照遮蔽狀態或太陽能板電壓電流輸出不匹配等情況時，會造成光伏陣列輸出功率的衰減。因此，在系統中通常需加入用以追蹤(track)最大功率點(maximum power point，MPP)的控制電路，以獲知光伏陣列所輸出的最大功率值。

本揭露提供一種最大功率點的追蹤方法，用以追蹤能源產生系統的最大功率點。

本揭露提供一種功率轉換器之控制電路，用以控制功率轉換器依據最大功率點來產生最大功率值。

本揭露的一種功率轉換器之控制電路包括一第一控制模組以及一第二控制模組。第一控制模組依據一參考訊號對功率轉換器的一輸入電壓的一漣波訊號設定多個取樣點，且判斷漣波訊號的相位資訊。第一控制模組依據取樣點所對應的多個漣波電壓值，來判斷能源產生系統的一功率點是否為最大功率點。第二控制模組電性連接至第一控制模組。第二控制模組依據第一控制模組的判斷結果及參考訊號，來控制功率轉換器依據最大功率點輸出一最大功率值。

本揭露的最大功率點的追蹤方法，用以追蹤一能源產生系統的一最大功率點。所述追蹤方法至少包括如下步驟。接收一功率轉換器的一輸入電壓的一漣波訊號。依據一參考訊號，對漣波訊號設定多個取樣點且判斷漣波訊號的相位資訊。依據取樣點所對應的多個漣波電壓值，來判斷能源產生系統的一功率點是否為最大功率點。

基於上述，在本揭露的範例實施例中，最大功率點的追蹤方法對功率轉換器的漣波訊號設定多個取樣點，以依據漣波電壓值的大小，來判斷能源產生系統的功率點是否為最大功率點。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、400、500‧‧‧控制電路

110、410、510‧‧‧第一控制模組

120、520、520‧‧‧第二控制模組

200‧‧‧功率轉換器

300‧‧‧能源產生系統

411、511‧‧‧取樣保持電路

413、513‧‧‧比較電路

415、515‧‧‧計數電路

417、517‧‧‧數位類比轉換電路

419、519‧‧‧參考訊號產生電路

421、521‧‧‧電力電子控制器

Vin‧‧‧輸入電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

Vin1‧‧‧第一功率電壓值

Vin2‧‧‧第二功率電壓值

Vinm‧‧‧第三功率電壓值

V1、V11、V12、V1m‧‧‧第一漣波電壓值

V2、V21、V22、V2m‧‧‧第二漣波電壓值

Vr、Vrp1、Vrp2、Vrpm‧‧‧漣波訊號

Vref‧‧‧參考訊號

Vctrl‧‧‧控制訊號

Vd‧‧‧計數訊號

Vcomp’‧‧‧比較結果

Vcomp‧‧‧判斷結果

Vts1‧‧‧第一取樣點

Vts2‧‧‧第二取樣點

Pout‧‧‧輸出功率

P1、P2‧‧‧功率點

Pmax‧‧‧最大功率點

Tr11、Tr12、Tr1m‧‧‧第一波形區段

Tr21、Tr22、Tr2m‧‧‧第二波形區段

mpd‧‧‧相位延遲

S600、S610、S620‧‧‧最大功率點的追蹤方法的步驟

S700、S710、S720、S730、S740、S750、S760、S770、S780、S790‧‧‧功率轉換器的控制方法的步驟

圖1繪示本揭露一範例實施例之能源產生系統、功率轉換器及其控制電路的概要示意圖。

圖2繪示圖1的能源產生系統的功率暨電壓的特性曲線圖。

圖3繪示本揭露一範例實施例的漣波訊號的波形示意圖。

圖4繪示本揭露一範例實施例之控制電路內部電路結構的概要示意圖。

圖5繪示本揭露另一範例實施例之控制電路內部電路結構的概要示意圖。

圖6繪示本揭露一範例實施例之最大功率點的追蹤方法的步驟流程圖。

圖7繪示本揭露一範例實施例之功率轉換器的控制方法的步驟流程圖。

以下提出多個範例實施例來說明本揭露，然而本揭露不僅限於所例示的多個範例實施例。又範例實施例之間也允許有適當的結合。

圖1繪示本揭露一範例實施例之能源產生系統、功率轉換器及其控制電路的概要示意圖。圖2繪示圖1的能源產生系統的功率暨電壓的特性曲線圖。請參考圖1及圖2，本範例實施例之能源產生系統300用以產生輸入電壓Vin，接著再將輸入電壓Vin輸出給功率轉換器200。在本範例實施例中，輸入電壓Vin例如包括直流電壓作為訊號主成分，其上載有漣波訊號Vr。所述漣波訊號Vr係受功率轉換器200操作時擾動所產生，此漣波訊號Vr具有相位移及電壓斜率變化。控制電路100例如用以追蹤能源產生系統300的最大功率點Pmax。在最大功率點Pmax發生時，能源產生系統300會輸出最大功率值，從而功率轉換器200在將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout之後，此輸出電壓Vout所對應的輸出功率Pout也是最大。因此，最大功率點Pmax或可稱之為最佳功率點。在能源產生系統300是太陽能發電系統的範例實施例中，輸入電壓Vin例如是光伏陣列將太陽能轉換為電能所產生的輸出電壓。

在本範例實施例中，控制電路100包括一第一控制模組110及一第二控制模組120。第一控制模組110依據參考訊號Vref對輸入電壓Vin的漣波訊號Vr設定多個取樣點，且判斷漣波訊號的相位資訊。在此例中，參考訊號Vref例如是和功率轉換器200的輸出功率Pout的時序資訊相關的一同步訊號。接著，第一控制模組110再依據取樣點所對應的漣波電壓值，來判斷能源產生系統300此時的功率點P1或P2是否為最大功率點Pmax。在本範例 實施例中，功率點P1、P2及最大功率點Pmax分別對應第一功率電壓值Vin1、第二功率電壓值Vin2及第三功率電壓值Vinm。依據電壓值的大小，從大到小排列依序是第一功率電壓值Vin1、第三功率電壓值Vinm及第二功率電壓值Vin2。其中，所述功率電壓值例如是輸入電壓Vin在不同功率點所包括的訊號主成分。在一範例實施例中，第一控制模組110追蹤最大功率點Pmax的操作，例如是以功率點P1作為初始點來開始追蹤最大功率點Pmax。在能源產生系統300是太陽能發電系統的範例實施例中，在功率點P1的功率電壓值為最大且功率值為零的情況下，此時對應的輸入電壓Vin即是太陽電池的開路電壓。在另一範例實施例中，第一控制模組110追蹤最大功率點Pmax的操作，也可以是從功率點P2作為初始點來追蹤最大功率點Pmax，本揭露並不加以限制。

在本範例實施例中，第二控制模組120電性連接至第一控制模組110。第二控制模組120依據第一控制模組110的判斷結果Vcomp及參考訊號Vref，來控制功率轉換器200依據最大功率點Pmax來產生最大功率值，其控制方式例如是輸出脈衝寬度調變(pulse-width modulation，PWM)形式的控制訊號Vctrl來控制功率轉換器200的操作，惟本揭露並不限於此。此外，在本範例實施例中，第一控制模組110所輸出的判斷結果Vcomp可以是類比形式或數位形式的電氣訊號，本揭露並不加以限制。

在本範例實施例中，輸入電壓Vin例如是由能源產生系統300所產生的電壓。能源產生系統300例如是太陽能發電系統、 水力發電系統、潮汐發電系統、洋流發電系統、風力發電系統、熱力發電系統、壓力發電系統及震動能發電系統等等的再生能源產生系統其中之一。惟本揭露並不限於此，在其他實施例中，能源產生系統300也可以是非再生能源產生系統。此外，在本範例實施例中，以功率轉換器200的輸出電壓的形式來區分，功率轉換器200例如可以是選自直流轉直流功率轉換器及直流轉交流功率轉換器兩者其中之一。以功率轉換器200的內部電路結構來區分，功率轉換器200例如可以是選自升壓式(boost)功率轉換器、降壓式功率轉換器(buck)及返馳式(flyback)功率轉換器三者其中之一或任兩者之組合。此外，圖2所繪示的功率暨電壓的特性曲線圖僅用以例示說明，並不用以限定本揭露。

圖3繪示本揭露一範例實施例的漣波訊號的波形示意圖。請參考圖1至圖3，在圖1的範例實施例中，第一控制模組110依據參考訊號Vref對輸入電壓Vin的漣波訊號Vr設定多個取樣點，例如圖3所繪示的第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2。接著，第一控制模組110再依據第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2所對應的漣波電壓值，來判斷能源產生系統300此時的功率點P1或P2是否為最大功率點Pmax。

具體而言，在本範例實施例中，以漣波訊號Vrp1為例，對應圖2的功率點P1，漣波訊號Vrp1例如是搭載在輸入電壓Vin的訊號主成分(例如第一功率電壓值Vin1)上的漣波訊號。在此例中，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2分別被設定在漣波訊號 Vrp1的波峰點的不同兩側，分別對應第一漣波電壓值V11及第二漣波電壓值V21。從相位的角度來看，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2被設定的位置例如具有90度或以上的相位差，惟本揭露並不限於此。在本範例實施例中，漣波訊號Vrp1包括第一波形區段Tr11及第二波形區段Tr21。在此兩波形區段中，漣波訊號Vrp1的電壓值隨時間的變化分別是在上升及下降，如圖3所示。第一漣波電壓值V11存在第一波形區段Tr11，第二漣波電壓值V21存在第二波形區段Tr21。在漣波訊號Vrp1的波形中，從電壓變化的角度來看，第一波形區段Tr11隨時間變化的電壓變化值(即漣波訊號Vrp1的電壓變化斜率的絕對值)小於第二波形區段Tr21隨時間變化的電壓變化值。在本範例實施例中，漣波訊號Vrp1在不同的波形區段隨時間變化的電壓變化值，表現在波形上即是漣波訊號Vrp1的電壓變化斜率的絕對值。另外，在此例中，第一漣波電壓值V11大於第二漣波電壓值V21。

接著，再以漣波訊號Vrpm為例，在本範例實施例中，對應圖2的最大功率點Pmax，漣波訊號Vrpm例如是搭載在輸入電壓Vin的訊號主成分(例如第三功率電壓值Vinm)上的漣波訊號。依據本範例實施例的取樣點的設定方式，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2是分別位在漣波訊號Vrpm的波峰點的不同兩側，分別對應第一漣波電壓值V1m及第二漣波電壓值V2m。從相位的角度來看，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2被設定的位置例如具有90度或以上的相位差，惟本揭露並不限於此。在本範例實施例 中，漣波訊號Vrpm包括第一波形區段Tr1m及第二波形區段Tr2m。第一漣波電壓值V1m存在第一波形區段Tr1m，第二漣波電壓值V2m存在第二波形區段Tr2m。在漣波訊號Vrpm的波形中，第一漣波電壓值V1m等於第二漣波電壓值V2m。

此外，又以漣波訊號Vrp2為例，在本範例實施例中，對應圖2的功率點P2，漣波訊號Vrp2例如是搭載在輸入電壓Vin的訊號主成分(例如第二功率電壓值Vin2)上的漣波訊號。依據本範例實施例的取樣點的設定方式，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2也是分別位在漣波訊號Vrp2的波峰點的不同兩側，分別對應第一漣波電壓值V12及第二漣波電壓值V22。從相位的角度來看，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2被設定的位置例如具有90度或以上的相位差，惟本揭露並不限於此。在本範例實施例中，漣波訊號Vrp2包括第一波形區段Tr12及第二波形區段Tr22。第一漣波電壓值V12存在第一波形區段Tr12，第二漣波電壓值V22存在第二波形區段Tr22。在漣波訊號Vrp2的波形中，從電壓變化的角度來看，第一波形區段Tr12隨時間變化的電壓變化值大於第二波形區段Tr22隨時間變化的電壓變化值。另外，在此例中，第一漣波電壓值V12小於第二漣波電壓值V22。

在本範例實施例中，第一控制模組110例如是以功率點P1作為初始點，開始追蹤能源產生系統300的最大功率點Pmax。在追蹤過程中，依據第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2的設定方式，第一漣波電壓值和第二漣波電壓值兩者之間的大小關係的變 化會由第一漣波電壓值V11大於第二漣波電壓值V21改變為第一漣波電壓值V1m等於第二漣波電壓值V2m，接著，再由第一漣波電壓值V1m等於第二漣波電壓值V2m改變為第一漣波電壓值V12小於第二漣波電壓值V22。也就是說，當第一漣波電壓值和第二漣波電壓值兩者之間的大小關係由大於、等於變化到小於的過程中，表示第一漣波電壓值和第二漣波電壓值的比較結果發生了反轉。因此，當第一漣波電壓值V1m等於第二漣波電壓值V2m時，第一控制模組110此時會判斷能源產生系統300的功率點就是最大功率點Pmax。

在本範例實施例中，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2是分別被設定在漣波訊號Vrp1、Vrp2及Vrpm的波峰點的不同兩側。在一範例實施例中，第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2也可以是分別被設定在漣波訊號Vrp1、Vrp2及Vrpm的波谷點的不同兩側。換句話說，在本揭露中，漣波訊號Vrp1、Vrp2及Vrpm包括波形特徵點，且第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2被設定在波形特徵點的兩側。所述波形特徵點例如是漣波訊號Vrp1、Vrp2及Vrpm的訊號波形的波峰點或波谷點。

另一方面，在本範例實施例中，第一控制模組110例如是依據參考訊號Vref來追蹤能源產生系統300的最大功率點Pmax，第二控制模組也是依據參考訊號Vref來控制功率轉換器200輸出最大功率值。在本範例實施例中，參考訊號Vref例如作為一同步訊號，係控制電路100內部的電氣元件操作時的參考基 準，其產生方式例如是第一控制模組110依據功率轉換器200的輸出功率Pout來產生，或者是由第一控制模組110內部自行產生，本揭露並不加以限制。在功率轉換器200是直流轉交流功率轉換器的範例實施例中，第一控制模組110例如是依據功率轉換器200的輸出功率Pout來產生。在功率轉換器200是直流轉直流功率轉換器的範例實施例中，第一控制模組110內部例如配置有弦波產生器(sine wave generator)來產生參考訊號Vref。圖3所繪示的輸出功率Pout、參考訊號Vref及各漣波訊號的波形僅用以例示說明，不用以限定本揭露。

另外，在本範例實施例中，取樣點例如是以參考訊號Vref的波峰點或波谷點作為參考點，延遲一相位來設定。舉例而言，第一取樣點Vts1是以參考訊號Vref的波峰點作為參考點，延遲一相位mpd來設定。第二取樣點Vts2是以參考訊號Vref的波谷點作為參考點，延遲相同的相位mpd來設定。在一範例實施例中，取樣點也可以是以參考訊號Vref的波峰點或波谷點作為參考點直接來產生，而不延遲任何相位。

圖4繪示本揭露一範例實施例之控制電路內部電路結構的概要示意圖。請參考圖1及圖4，本範例實施例之控制電路400包括第一控制模組410及第二控制模組420。在本範例實施例中，第一控制模組410包括一取樣保持電路411、一比較電路413、一計數電路415及一數位類比轉換電路417。第二控制模組420包括一電力電子控制器(power electronics controller)421。

具體而言，在本範例實施例中，取樣保持電路411例如是耦接至功率轉換器200。取樣保持電路411用以接收輸入電壓Vin的漣波訊號Vr，並且依據第一及第二取樣點Vts1、Vts2對漣波訊號Vr進行一取樣保持操作，以獲得第一及第二漣波電壓值V1、V2。在本範例實施例中，第一及第二取樣點Vts1、Vts2例如分別對應至第一及第二漣波電壓值V1、V2。依據所接收的漣波訊號Vr之不同(漣波訊號Vrp1、Vrpm或Vrp2)，第一漣波電壓值V1可能是如圖3所示的第一漣波電壓值V11、V1m及V12當中之一者，第二漣波電壓值V2可能是如圖3所示的第二漣波電壓值V21、V2m及V22當中之一者。

接著，在本範例實施例中，比較電路413耦接至取樣保持電路411。比較電路413用以比較第一漣波電壓值V1及第二漣波電壓值V2的大小，並且輸出一比較結果Vcomp’給計數電路415。舉例而言，當第一漣波電壓值V1小於第二漣波電壓值V2時，例如圖3的漣波訊號Vrp2的情形，比較電路413輸出低準位的比較結果Vcomp’(例如數位值0)給計數電路415。當第一漣波電壓值V1大於第二漣波電壓值V2時，例如圖3的漣波訊號Vrp1的情形，比較電路413輸出高準位的比較結果Vcomp’(例如數位值1)給計數電路415。當第一漣波電壓值V1等於第二漣波電壓值V2時，例如圖3的漣波訊號Vrpm的情形，比較電路413的輸出保持不變。也就是說，若其前一時序輸出數位值1的比較結果Vcomp’給計數電路415，則當第一漣波電壓值V1等於第二漣波電 壓值V2時，比較電路413仍輸出數位值1的比較結果Vcomp’給計數電路415，反之亦然。

之後，在本範例實施例中，計數電路415耦接至比較電路413。計數電路415用以在一時間週期內依據比較結果Vcomp’來產生一計數訊號Vd給數位類比轉換電路417。具體而言，計數電路415讀取比較結果Vcomp’的次數可被設定，以在所述時間週期內產生計數訊號Vd。舉例而言，假設在所述時間週期內，計數電路415例如讀取10次的比較結果Vcomp’，其數位值皆為1，表示在所述時間週期內，高準位的比例為1，此時計數電路415的計數值會加N，其中，N為大於1的正整數。假設在所述時間週期內，計數電路415例如讀取10次的比較結果Vcomp’，其數位值包括1和0，表示在所述時間週期內，高準位的比例為介在0和1之間，此時計數電路415的計數值會加1。假設在所述時間週期內，計數電路415例如讀取10次的比較結果Vcomp’，其數位值皆為0，表示在所述時間週期內，高準位的比例為0，此時計數電路415的計數值會減1。因此，在本範例實施例中，計數電路415在所述時間週期內依據比較結果Vcomp’來產生計數訊號Vd給數位類比轉換電路417。在本範例實施例中，計數電路415讀取比較結果Vcomp’的次數可動態地被設定，以調整所述時間週期的長度。計數電路415讀取比較結果Vcomp’的次數被設定的愈少，所述時間週期的長度愈短。在一範例實施例中，計數電路415讀取比較結果Vcomp’的次數也可設定為1，以立即獲得最大功率點 Pmax的追蹤結果。此外，在本範例實施例中，在高準位的比例為1的情況下，計數電路415所加的計數值N愈大，第一控制模組410追蹤到最大功率點Pmax的速度愈快。

繼之，計數電路415再將所產生的計數訊號Vd輸出給數位類比轉換電路417。在本範例實施例中，數位類比轉換電路417耦接至計數電路415。數位類比轉換電路417用以將數位形式的計數訊號Vd轉換為一類比訊號作為判斷結果Vcomp，並且輸出判斷結果Vcomp至第二控制模組420。

另一方面，在本範例實施例中，第一控制模組410更包括一參考訊號產生電路419。參考訊號產生電路419耦接至功率轉換器200。參考訊號產生電路419用以依據功率轉換器200的一輸出功率Pout來產生參考訊號Vref，如圖3所示。在一範例實施例中，參考訊號產生電路419也可依據功率轉換器200的輸出功率Vout來產生參考訊號Vref，本揭露並不加以限制。在本範例實施例中，控制電路400例如用以控制直流轉交流類型的功率轉換器200。參考訊號產生電路419接收功率轉換器200的輸出功率Pout，並且依據輸出功率Pout的時序資訊來產生參考訊號Vref。參考訊號產生電路419至少輸出參考訊號Vref給取樣保持電路411、比較電路413及電力電子控制器421，以作為同步訊號，同步此三者的電路操作時序。

另一方面，在本範例實施例中，電力電子控制器421例如依據判斷結果Vcomp及參考訊號Vref，來控制功率轉換器200 依據最大功率點Pmax來產生最大功率值，其控制方式例如是輸出脈衝寬度調變形式的控制訊號Vctrl來控制功率轉換器200的操作，惟本揭露並不加以限制。

圖5繪示本揭露另一範例實施例之控制電路內部電路結構的概要示意圖。本範例實施例之控制電路500類似於圖4之控制電路400，惟兩者之間主要的差異例如在於控制電路500用以控制直流轉直流類型的功率轉換器200。具體而言，在本範例實施例中，參考訊號產生電路519不用依據功率轉換器200的輸出訊號來產生參考訊號Vref。本範例實施例之參考訊號產生電路519例如是一弦波產生器，其可用以產生弦波形式的參考訊號Vref，作為同步訊號，同步取樣保持電路511、比較電路513及電力電子控制器521的電路操作時序。

另外，本範例實施例的各電路區塊的操作可以由圖4範例實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖6繪示本揭露一範例實施例之最大功率點的追蹤方法的步驟流程圖。請參考圖1及圖6，本範例實施例之最大功率點的追蹤方法例如適用於圖1的能源產生系統300、功率轉換器200及控制電路100。在本範例實施例中，所述追蹤方法例如用以追蹤一能源產生系統的最大功率點Pmax。所述追蹤方法例如包括如下步驟。在步驟S600中，利用第一控制模組110接收功率轉換器200的輸入電壓Vin的漣波訊號Vr。在步驟S610中，利用第一控制模 組110依據參考訊號Vref對漣波訊號Vr設定多個取樣點，且判斷漣波訊號的相位資訊。例如圖3的第一取樣點Vts1及第二取樣點Vts2。在步驟S620中，利用第一控制模組110依據取樣點所對應的漣波電壓值，來判斷能源產生系統的功率點是否為最大功率點Pmax。

因此，在本範例實施例中，最大功率點的追蹤方法是直接量測輸入至功率轉換器的輸入電壓的狀態，並非是如同習知技術一樣是由量測輸入至功率轉換器的輸入電壓及輸入電流或由電力調節器的工作情形來間接估算系統的狀態。也就是說，在本範例實施例中，所述追蹤方法是針對功率轉換器200之輸入電壓Vin量測而不需計算輸入電流。

另外，本範例實施例的最大功率點的追蹤方法可以由圖1至圖5範例實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖7繪示本揭露一範例實施例之功率轉換器的控制方法的步驟流程圖。請參考圖1及圖7，本範例實施例之功率轉換器的控制方法例如適用於圖1的能源產生系統300、功率轉換器200及控制電路100。所述控制方法例如包括如下步驟。在步驟S700中，利用第一控制模組110以功率點P1作為初始點來開始追蹤能源產生系統300的最大功率點Pmax。在步驟S710中，利用第一控制模組110來接收輸入電壓Vin的漣波訊號Vr。在步驟S720中，利用第一控制模組110依據第一及第二取樣點Vts1、Vts2對漣波 訊號Vr進行取樣保持操作，以獲得第一及第二漣波電壓值V1、V2。在步驟S730中，利用第一控制模組110來比較第一漣波電壓值V1及第二漣波電壓值V2的大小。在步驟S740中，在一時間週期內依據步驟S730的比較結果來產生計數訊號Vd。

接著，在步驟S750中，在所述時間週期內，若所述比較結果的高準位的比例H為1，第一控制模組110內的計數電路的計數值會加N來產生計數訊號Vd。在步驟S760中，在所述時間週期內，若所述比較結果的高準位的比例介在0和1之間，第一控制模組110內的計數電路的計數值會加1來產生計數訊號Vd。在步驟S770中，在所述時間週期內，若所述比較結果的高準位的比例為0，第一控制模組110內的計數電路的計數值會減1來產生計數訊號Vd。之後，在步驟S780中，利用第一控制模組110將數位形式的計數訊號Vd轉換為類比訊號作為判斷結果Vcomp，並且輸出判斷結果Vcomp至第二控制模組120。繼之，在步驟S790中，第二控制模組120依據判斷結果Vcomp來控制功率轉換器200依據最大功率點Pmax產生最大功率值。在一範例實施例中，所述控制方法執行完步驟S780之後也可回到步驟S700，再次進行最大功率點的追蹤。

另外，本範例實施例的功率轉換器的控制方法可以由圖1至圖6範例實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本揭露的範例實施例中，最大功率點的追 蹤方法是針對輸入的功率轉換器的漣波訊號之波形，在其第一波形區段及第二波形區段設定取樣點且判斷漣波訊號的相位資訊，並比較取樣點所對應的漣波電壓值。因此，在最大功率點發生時，漣波電壓值的比較結果會發生反轉，以此判斷反轉時的功率點為最大功率點。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧控制電路

110‧‧‧第一控制模組

120‧‧‧第二控制模組

200‧‧‧功率轉換器

300‧‧‧能源產生系統

Vin‧‧‧輸入電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

Vr‧‧‧漣波訊號

Vref‧‧‧參考訊號

Vctrl‧‧‧控制訊號

Vcomp‧‧‧判斷結果

Pout‧‧‧輸出功率

Claims (22)

1. 一種功率轉換器之控制電路，所述控制電路包括：一第一控制模組，依據一參考訊號，對該功率轉換器的一輸入電壓的一漣波訊號設定多個取樣點，且判斷該漣波訊號的相位資訊，並且依據該些取樣點所對應的多個漣波電壓值，來判斷一能源產生系統的一功率點是否為一最大功率點；以及一第二控制模組，電性連接至該第一控制模組，並且依據該第一控制模組的一判斷結果及該參考訊號，來控制該功率轉換器依據該最大功率點輸出一最大功率值，其中該些漣波電壓值包括一第一漣波電壓值及一第二漣波電壓值，當該第一漣波電壓值等於該第二漣波電壓值時，該第一控制模組判斷該能源產生系統的該功率點是該最大功率點。
2. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該漣波訊號包括一第一波形區段及一第二波形區段，該第一漣波電壓值存在該第一波形區段，該第二漣波電壓值存在該第二波形區段，當該第一波形區段隨時間變化的一電壓變化值大於該第二波形區段隨時間變化的一電壓變化值時，該第一漣波電壓值小於該第二漣波電壓值。
3. 如申請專利範圍第2項所述的控制電路，其中當該第一波形區段隨時間變化的該電壓變化值小於該第二波形區段隨時間變化的該電壓變化值時，該第一漣波電壓值大於該第二漣波電壓值。
4. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該些取樣點 是以該參考訊號的波峰點或波谷點作為參考點，延遲一相位來設定。
5. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該些取樣點包括一第一取樣點及一第二取樣點，該漣波訊號包括一波形特徵點，且該第一取樣點及該第二取樣點被設定在該波形特徵點的兩側。
6. 如申請專利範圍第5項所述的控制電路，其中該波形特徵點是該漣波訊號的一訊號波形的波峰點或波谷點。
7. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該能源產生系統的該功率點對應一第一輸入電壓值，該能源產生系統的該最大功率點對應一第二輸入電壓值，該第一控制模組以該功率點作為一初始點，追蹤該能源產生系統的該最大功率點，其中該第一輸入電壓值大於該第二輸入電壓值。
8. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該第一控制模組包括：一取樣保持電路，耦接至該功率轉換器，用以接收該輸入電壓的該漣波訊號，並且依據該些取樣點對該漣波訊號進行一取樣保持操作，以獲得該些漣波電壓值；一比較電路，耦接至該取樣保持電路，用以比較該些漣波電壓值的大小，並且輸出一比較結果；一計數電路，耦接至該比較電路，用以在一時間週期內依據該比較結果來產生一計數訊號；以及 一數位類比轉換電路，耦接至該計數電路，用以將該計數訊號轉換為一類比訊號作為該判斷結果，並且輸出該判斷結果至該第二控制模組。
9. 如申請專利範圍第8項所述的控制電路，其中該第一控制模組更包括：一參考訊號產生電路，耦接至該功率轉換器，用以依據該功率轉換器的一輸出訊號來產生該參考訊號。
10. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該功率轉換器是選自升壓式功率轉換器、降壓式功率轉換器及返馳式功率轉換器三者其中之一或其中任兩者之組合。
11. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該功率轉換器的該輸入電壓是由該能源產生系統所產生，該能源產生系統是選自太陽能發電系統、水力發電系統、潮汐發電系統、洋流發電系統、風力發電系統、熱力發電系統、壓力發電系統及震動能發電系統其中之一。
12. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中該功率轉換器是選自一直流轉直流功率轉換器及一直流轉交流功率轉換器兩者其中之一。
13. 一種最大功率點的追蹤方法，用以追蹤一能源產生系統的一最大功率點，所述追蹤方法包括：接收一功率轉換器的一輸入電壓的一漣波訊號；依據一參考訊號，對該漣波訊號設定多個取樣點且判斷該漣 波訊號的相位資訊；以及依據該些取樣點所對應的多個漣波電壓值，來判斷該能源產生系統的一功率點是否為該最大功率點，其中該些漣波電壓值包括一第一漣波電壓值及一第二漣波電壓值，在判斷該能源產生系統的該功率點是否為該最大功率點的步驟中，當該第一漣波電壓值等於該第二漣波電壓值時，判斷該能源產生系統的該功率點是該最大功率點。
14. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，更包括：以該參考訊號的波峰點或波谷點作為參考點，延遲一相位來設定該些取樣點。
15. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，其中該能源產生系統的該功率點對應一第一功率電壓值，該能源產生系統的該最大功率點對應一第二功率電壓值，所述追蹤方法更包括：以該功率點作為一初始點，追蹤該能源產生系統的該最大功率點，其中該第一功率電壓值大於該第二功率電壓值。
16. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，其中該些取樣點包括一第一取樣點及一第二取樣點，該漣波訊號包括一波形特徵點，且該第一取樣點及該第二取樣點被設定在該波形特徵點的兩側。
17. 如申請專利範圍第16項所述的追蹤方法，其中該波形特徵點是該漣波訊號的一訊號波形的波峰點或波谷點。
18. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，其中判斷該能 源產生系統的該功率點是否為該最大功率點的步驟包括：依據該些取樣點對該漣波訊號進行一取樣保持操作，以獲得該些漣波電壓值；以及比較該些漣波電壓值的大小，並且輸出一比較結果；在一時間週期內依據該比較結果來產生一計數訊號；以及將該計數訊號轉換為一類比訊號作為該判斷結果。
19. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，更包括：依據該功率轉換器的一輸出訊號來產生該參考訊號。
20. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，其中該功率轉換器是選自升壓式功率轉換器、降壓式功率轉換器及返馳式功率轉換器三者其中之一或其中任兩者之組合。
21. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，其中該功率轉換器的該輸入電壓是由該能源產生系統所產生，該能源產生系統是選自太陽能發電系統、水力發電系統、潮汐發電系統、洋流發電系統、風力發電系統、熱力發電系統、壓力發電系統及震動能發電系統其中之一。
22. 如申請專利範圍第13項所述的追蹤方法，其中該功率轉換器是選自一直流轉直流功率轉換器及一直流轉交流功率轉換器兩者其中之一。